低温换热器系统的腐蚀积灰试验研究

发布时间：2017-10-14 00:39

  本文关键词：低温换热器系统的腐蚀积灰试验研究

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【摘要】：低温换热器系统的安全高效运行能实现国家对电力行业的“节能减排”要求,然而低温换热器系统运行在高尘区以及酸露点以下,有必要研究低温换热器系统运行过程中可能存在的低温腐蚀与积灰耦合机理,提出防止腐蚀积灰的措施,寻找安全运行温度和耐腐蚀材料。为低温换热器系统的安全运行提供保障,以便更好的指导工程实践。 通过人工加速腐蚀实验,从温度、浓度、成分(硫酸、盐酸、氢氟酸不同比例配比)三方面研究了火电厂换热器常用钢材的耐腐蚀性能,结果表明：腐蚀速率随温度的增加而升高；随硫酸浓度的增大,腐蚀速率先上升后下降；盐酸和氢氟酸浓度与腐蚀速率成正比；三种酸液混合会使金属提前钝化。五种材料的耐腐蚀能力依次是：316LNDcorten20#q235。 将自制的腐蚀积灰试验装置安装于电厂600MW机组的空预器出口以及脱硫塔出口的烟道上,壁温控制在低温换热器系统的运行范围内,以实炉模拟系统的运行状况,探讨低温腐蚀与积灰的耦合机理,以及温度、材料对腐蚀的影响。实验结果表明：降温换热器运行在80-100℃C时,腐蚀较轻,五种材料均能满足要求,但换热效率低；升温换热器第一排管子运行在45℃C时,腐蚀严重,腐蚀层分为两层,内层是铁的硫化物,与金属融为一体,该层厚而密实；外层是积灰与酸反应生成的硫酸盐和氯盐,此时只有316L能满足要求。 在600MW机组上进行低温换热器系统的试验得出,降温换热器虽然腐蚀较轻,但传热温度低、换热温差小,传热效率比较低,因此为其选择合适的扩展换热面,可优化传热、减轻积灰磨损；而升温换热器飞灰较少,腐蚀严重,选择耐腐蚀材料则能满足要求。本文利用热力计算和数值模拟的方法,对比分析常用的螺旋肋片管和H型鳍片管的传热、积灰、磨损特性,以便为降温换热器选型提供依据。结果表明,螺旋肋片管的换热性能更好,但H型鳍片管的防积灰和耐磨性均优于螺旋肋片管。
【关键词】：低温换热器系统 人工加速腐蚀实验 低温腐蚀 黏结性积灰 扩展换热面
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK172
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景10-12
• 1.2 水媒管式GGH技术12-14
• 1.3 低压省煤器技术14-15
• 1.4 课题研究意义及内容15-16
• 1.5 课题研究内容16-17
• 2 燃煤锅炉尾部烟道低温腐蚀机理的理论研究17-27
• 2.1 硫酸蒸汽冷凝腐蚀18-25
• 2.1.1 硫酸蒸汽的生成18-19
• 2.1.2 硫酸蒸汽的冷凝及影响因素19-22
• 2.1.3 酸露点经验公式回顾22-25
• 2.2 卤族元素的腐蚀机理25-26
• 2.2.1 盐酸对金属的腐蚀25
• 2.2.2 氢氟酸对金属的腐蚀25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 3 人工加速金属材料腐蚀实验27-36
• 3.1 实验装置简介27-28
• 3.1.1 样品制备27-28
• 3.1.2 腐蚀过程28
• 3.1.3 实验后处理28
• 3.2 腐蚀数据分析28-35
• 3.2.1 硫酸对金属的腐蚀28-30
• 3.2.2 盐酸和氢氟酸对金属的腐蚀30-32
• 3.2.3 混酸对金属的腐蚀32-35
• 3.3 本章小结35-36
• 4 燃煤锅炉低温腐蚀与积灰耦合试验研究36-50
• 4.1 实验系统介绍36-40
• 4.1.1 腐蚀积灰实验装置36-37
• 4.1.2 腐蚀积灰实验37
• 4.1.3 锅炉概况37-39
• 4.1.4 试样后处理39-40
• 4.2 实验结果分析40-48
• 4.2.1 宏观表面观察40-41
• 4.2.2 微观成分分析41-47
• 4.2.3 低温腐蚀与积灰的耦合机理47-48
• 4.3 本章小结48-50
• 5 扩展换热面防止积灰机制50-57
• 5.1 传热流阻特性51-52
• 5.1.1 传热特性51
• 5.1.2 布置设计参数51
• 5.1.3 烟气阻力特性51-52
• 5.2 积灰特性52-54
• 5.2.1 螺旋肋片管模拟结果分析53
• 5.2.2 H型鳍片管模拟结果分析53-54
• 5.3 磨损特性54-55
• 5.4 本章小结55-57
• 6 全文总结及展望57-59
• 6.1 全文总结57-58
• 6.2 不足与展望58-59
• 作者简历59-60
• 参考文献60-62

【参考文献】

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本文编号：1028059